Интегральная система для гидро-термо-санитарных устройств - RU2434100C2
Код документа: RU2434100C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к интегральной системе для гидро-термо-санитарных устройств, таких как распределяющие устройства для гидравлических систем, например кран, насадка душа или другие аналогичные устройства.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны разные типы распределяющих устройств для гидравлически-санитарных систем, такие как кран, насадки для душа и т.п. Со временем эти гидравлические элементы стали все более значимыми для окружающей обстановки, такой как, например, ванная комната, в которую они установлены. Важность этого привела к все большей заботе об эстетическом дизайне этих элементов и объему исследований новых функций, направленных на изменение цены на эти объекты. В дополнение к приносящим эстетику потребностям, необходимость улучшения визуальных и гигиенических условий распределяющей воду зоны и обеспечения переменного освещения для сообщения пользователю о температуре распределяемой воды.
Пример таких распределяющих устройств описан в документе US 6439472. Такое распределительное устройство установлено в корпусе, причем полая цилиндрическая часть соединена с трубопроводом и снабжена отверстием, через которое упругие концы внешней электросхемы расположены внутри корпуса и обращены ко внутренней цилиндрической части. Посредством прохождения потока воды концы контактируют и замыкают цепь, которая содержит одну или несколько батарей, соединенных с электронной платой, которая питает излучатели света. Имеются датчики температуры воды на одном из указанных концов, который посылает сигналы в электронной плате, которая, в свою очередь, управляет изменением освещения от излучателей, чтобы предупредить пользователя при повышении температуры воды.
К сожалению, это распределяющее устройство, несмотря на то, что оно имеет компактную электросхему, полностью размещенную внутри, тем самым предотвращая поставку энергии извне во влажную обстановку, требует вмешательства пользователя для удаления распределяющего устройства и замены батареек, когда они иссякают. Более того, несовершенная герметичность вблизи от отверстия цилиндрической части может вызвать прохождение воды в зону распределителя, где размещены батарейки и электронная плата, что может повредить систему управления освещением. Поэтому есть необходимость создания интегральных гидро-термо-санитарных устройств, способных решить указанные выше недостатки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основным объектом настоящего изобретения является множественная интегральная система для гидро-термо-санитарных устройств, снабженная освещением и/или акустическими звуковыми средствами, питающимися от миниатюрных генераторов энергии, размещенных внутри распределяющего устройства в ее конечной части или вблизи этой части, чтобы не требовалось вмешательства конечного пользователя.
Еще одним объектом является электронная система управления внутри распределяющего устройства (в полной безопасности), способная регулировать свет, или/и звук, или речевое сообщение согласно температуре распределяемой воды.
Поэтому целью настоящего изобретения является получение описанных выше объектов посредством интегральной системы гидро-термо-санитарных устройств, таких как кран, насадка для душа, кабинка для душа, радиатор системы обогревателя, унитаз, размещенные по гидравлическому каналу (трубопроводу), что согласно пункту 1, содержит средство генерирования электрического тока, приспособленного к снабжению водой, протекающей в трубопроводе (канале), средство световой индикации, подпитывающееся указанным средством генерирования электрического тока, электронное управляющее средство для управления электрическим током и контроля температуры воды в трубопроводе, по меньшей мере, один датчик температуры воды в трубопроводе, установленный в указанном электронном средстве, причем средство генерирования электрического тока и средства электронного управления включены в один корпус, установленный в трубопроводе.
В смысле полезности, миниатюризация систем генерирования электроэнергии/подачи позволяет применить изобретение в пространстве, занимаемом простым прерывателем струи, или в конечной части водопроводного крана или насадки для душа, чтобы заменить прерыватель струи или конечные части, существующие в ранее установленных гидравлических системах.
Дополнительное преимущество заключается в том, что система управления согласно настоящему изобретению может применяться к различным элементам, обеспечивающим санитарию, таким как, например, кабинки для душа, туалетные сиденья, насадки для душа, душ, водопроводные краны и т.д., чтобы создать более эстетичные улучшения благодаря конкретным и разным приспособлениям множества СИД (светодиод), установленных на этих элементах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дальнейшие особенности и преимущества данного изобретения станут очевидными в свете подробного описания предпочтительных, но не исключающих вариантов изобретения из нескольких интегрированных систем для гидро-термо-санитарных устройств, показанных как неограниченные примеры, со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых:
Фиг.1 схематически показывает систему согласно первому варианту осуществления этого изобретения;
Фиг.2 является схематическим изображением средства управления системой согласно настоящему изобретению;
Фиг.3 схематически показывает второй вариант осуществления системы согласно настоящему изобретению;
Фиг.4 схематически показывает разные варианты осуществления системы согласно настоящему изобретению;
Фиг.5 показывает второй вид насадки для душа, содержащей систему согласно настоящему изобретению;
Фиг.5а показывает увеличенный фрагмент вида фиг.5;
Фиг.6 показывает вид снизу насадки для душа, показанной на фиг.5;
Фиг.7 показывает вид в разрезе варианта осуществления насадки для душа фиг.5;
Фиг.8а и 8b показывают вид в разрезе системы согласно изобретению, расположенной в двух разных точках гидравлической системы, соответственно;
Фиг.9 и 10 показывают виды в разрезе двух вариантов осуществления конечной части другого варианта осуществления системы согласно настоящему изобретению;
Фиг.11 и 12 показывают вид в поперечном сечении турбины системы согласно изобретению и вид сверху на ее лопатки, соответственно;
Фиг.13 и 14, соответственно, показывают вид в поперечном сечении и вид сверху еще одного варианта осуществления указанной концевой части;
Фиг.15, 16, 17 и 18 показывают еще один пример системы согласно изобретению;
Фиг.19а показывает вид сбоку элементов системы, аналогично интегрированных первым образом;
Фиг.19b и 19с, соответственно, показывают вид сбоку и вид спереди в разрезе компонентов фиг.19а, аналогично интегрированных вторым способом;
Фиг.20а показывает вариант элемента системы согласно изобретению;
Фиг.20b показывает применение элемента, представленного на фиг.20а;
Фиг.21 показываете еще один элемент системы согласно изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Со ссылкой на чертежи представлена интегральная система для гидро-термо-санитарных устройств согласно изобретению, относящаяся к распределительному устройству, указанному как целое в разных вариантах изобретения позицией 1 и содержащему корпус 2 устройства, в котором канал 3 имеет, по меньшей мере, одно распределяющее выпускное отверстие 5.
В зависимости от типа устройства имеется только один трубопровод (канал) или два подводящих воду канала 8 и 9, один для горячей воды и один для холодной воды, которые присоединены к каналу 3 через смеситель или смесительный распределитель (клапан) 6, управляемый приводящей в действие ручкой 7, как показано на фиг.1, которая относится к распределяющему устройству, состоящему из крана для воды. Первый вариант осуществления изобретения содержит средство освещения 4, способное излучать, по меньшей мере, один световой луч вблизи выходного отверстия 5. Указанное средство освещения 4 содержит, по меньшей мере, один источник света, питающийся электрической энергией посредством средств генерирования электрической энергии, который содержит первую турбину 12 или динамомашину, или генератор воды, расположенный вдоль канала 9. Две эти миниатюрные турбины могут предпочтительно, но необязательно, быть аксиальными. Каждая турбина 12, 13 перемещается посредством потока жидкости вдоль соответствующего подающего канала, так что когда распределитель открыт, генерируется электрическая энергия, используемая для питания источника (источников) света средства освещения 4.
Предпочтительно средство освещения содержит, по меньшей мере, два светоизлучающих диода (СИД), излучающие световые лучи взаимно разных цветов. Факультативно источники света могут располагаться в одном световом корпусе, например СИД типа RGB (красный, зеленый, синий, световое излучение видимого спектра) или т.п. Показанные на чертежах варианты осуществления изобретения относятся к решению этого вида. Количество СИД может быть увеличено.
Две турбины 12, 13, как показано на фиг.1, соединены со средствами освещения 4 посредством электронного блока управления 10 и мониторинга, который способен модулировать подачу электрической энергии к источникам света и он также соединен с датчиком температуры 11, установленным в канале 3, для установления температуры подаваемой воды В этом первом варианте датчик 11 расположен близко к распределяющему выпускному отверстию 5. Такой датчик 11 соединен со входом электронного блока управления 10 и практически указанный блок управления 10 регулирует силу света источников света согласно температур воды, контролируемой самим датчиком. Предпочтительно регулировка производится таким образом, что световой поток, излучаемый источниками света, соответствует температуре распределенной воды. Таким образом, пользователь может быть визуально информирован об избытке горячей или холодной воды, поступающей через выпускное отверстие.
Преимущество состоит в том, что электронный блок управления 10 можно отрегулировать посредством кнопки установки согласно температуре, обнаруженной датчиком 11, и он может управлять цветами СИД GRB, и возможно акустический-звуковой (голосовой) индикатор 14.
Диаграмма, показанная на фиг.2, представляет систему управления, включенную в распределяющее устройство фиг.1, где соответствующие элементы указаны теми же позициями. Имеется датчик потока 23, который замыкает цепь при проходе воды в канале 3. Такой датчик потока может быть, например, либо емкостного типа, или снабженным концами электрической цепи, способными замыкаться посредством использования электропроводности воды при ее прохождении. Датчик потока или вообще средство приведения в действие системы согласно изобретению может также быть инфракрасным, индуктивным или пьезоэлектрическим.
Что касается СИД 4, можно выбрать синий цвет, например, если температура Т распределенной воды ниже или равна 30°С; зеленый (или синий плюс красный), если Т находится в диапазоне 30-38°С, красный, если Т выше 38°С.
Что касается акустического-звукового индикатора 14, он может воспроизводить акустический сигнал, если температура превышает определенное значение, например 38°С, или/и может излучать звуковое сообщение, которое сообщает пользователю о текущей температуре распределяемой воды.
Преимущество состоит в том, что акустический-звуковой индикатор 14 может также осуществлять функцию воспроизведения сигнала тревоги в случае, когда вода продолжает распределяться после определенного срока Действительно, электронный блок управления 10 запрограммирован для передачи входного сигнала в индикатор 14, который воспроизводит сигналы тревоги. Это приспособление служит для предупреждения переполнения водой и содержит устройство для измерения потребления воды.
Буферная батарея 15 или аккумулятор может использоваться в аварийных случаях, когда турбина или турбины этого устройства, например, не могут генерировать достаточное количество электрического тока. Такая буферная батарея 15 может подзаряжаться от турбин или динамо, что продлевает ее срок службы.
Эту конфигурацию, которая обеспечивает миниатюрные гидравлические турбины для подачи энергии к средствам освещения посредством блока электронного управления, можно с удобством использовать в других вариантах осуществления распределяющего устройства. Более того, на чертежах датчик 11 температуры является только примером; действительно, его можно менять в соответствии и типом агрегата и требованиями к использованию пространства распределяющего устройства.
Преимущественно электронный блок управления 10 или/и датчик температуры 11 могут интегрироваться с самим СИД 4, тем самым приобретая новую степень миниатюризации системы, как показано, например, на фиг.19а, 19b, 19с.
Конкретно, в альтернативном осуществлении изобретения в фиг.19а электронная плата управления 10 в виде микрочипа и датчик температуры 11 интегрированы внутри СИД 4.
Эти три интегрированные компоненты в обоих указанных альтернативных вариантах осуществления затем вставляются в защитную капсулу и размещаются по гидравлическому каналу.
Второй вариант осуществления интегральной системы согласно изобретению показан на фиг.3, где элементы компонентов, соответствующие тем, которые описаны в предыдущих вариантах осуществления теми же самыми позициями. В этом варианте осуществления часть, включающая, по меньшей мере, одну турбину 12 и миниатюрную систему управления, содержащую блок управления 10 и датчик температуры 11, размещена вниз по потоку от смесительного распределителя 6. Имеется буферная батарея 15 и акустическое-звуковое устройство 14, размещенное на внешней поверхности корпуса 2. Турбина 12 на фиг.3 лучше показана на увеличенном виде фиг.9.
Этот второй вариант осуществления позволяет достичь дальнейших преимуществ, поскольку он способен заменять при необходимости только одну часть вниз по течению от смесителя 6, то есть заменять распределяющую трубу самого крана, которая может еще адаптироваться к ранее установленным кранам, как предусмотрено с соединением универсального типа.
Также в этом случае электронная плата управления или/и датчик температуры могут интегрироваться с самим СИД 4, тем самым получая еще большую миниатюризацию системы.
Еще один вариант осуществления, показанный на фиг.4, обеспечивает то, что согласно этому изобретению применяется в отношении душа, снабженного световым СИД 4, указывающим на температуру воды и управляемом так же, как в предыдущих вариантах осуществления.
Вместо этого, фиг.5 и 6 иллюстрируют насадку для душа, которая содержит систему, согласно настоящему изобретению, и в которой имеется система радиального и тангенциального ускорения жидкости в каналах 16, обеспечивающая вращение насадки для душа благодаря осевому давлению, вызываемому количеством движущейся воды, отклоненной частной формой самих каналов 16. Система вращения насадкой для душа содержит, кроме этих каналов 16, несущую систему 17, например, такую как показана на фиг.5а, установленную в канале 3 впускного отверстия для воды в насадке для душа.
В варианте осуществления насадки для душа, показанной на фиг.7, интегрированная система генерирования электричества и системы управления вместо того расположена вне самой насадки для душа. В этом случае насадка для душа снабжена еще одним механизмом, позволяющим ей вращаться вокруг свой оси, используя энергию воды.
В других вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.8а и 8b, система генерирования электричества и управления расположена соответственно внутри поддерживающего кронштейна 20 насадки для душа и вблизи водозабора трубы 21 душа.
На фиг.4-8b элементы системы согласно этому изобретению, соответствующие тем, которые описаны выше в варианте изобретения фиг.1, указаны теми же позициями.
Вариант осуществления распределяющего устройства, два варианта которого показаны на фиг.9 и 10, иллюстрируют систему генерирования электричества и систему управления устройством согласно изобретению, размещенные в конечной части крана. Миниатюризация систем генерирования электрической энергии/подачи позволяет как можно удобно применять изобретение в пространстве, обычно замещаемом простым распределителем струи или конечной частью крана или насадки для душа, чтобы либо заменить распределитель струи или конечные части, существующие в предыдущих установленных гидравлических системах, или добавить их без нарушения габаритов крана.
В альтернативном варианте осуществления изобретения, показанного на фиг.20b, имеется использование, например, внутри распределителя 50 для душа средства освещения 4, содержащего, по меньшей мере, одну гибкую мембрану 51 (фиг.20а), снабженную линейкой многоцветных СИД 54 и соответствующими контактами 57. Такая мембрана 51 помещена внутри полости 52 распределяющего устройства 50, и генерируемый свет рассеивается через внутренний корпус 53, образованный прозрачным материалом, таким как например, ABS (сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола), поликарбонат и т.п. Вода поступает из канала 55 и выходит из распределителя струи или аэратора 56.
В разных вариантах осуществления этого изобретения используемая турбина или турбины 12 являются предпочтительно, но не обязательно, осевого типа с лопатками 45, например спиралеобразными, которые приводят во вращение ротор 46, который является постоянным магнитом относительно статора 47, вырабатывающего электрический ток известным образом. Варианты турбины показаны на фиг.9, 10 и 11.
Еще один вариант осуществления распределительного устройства с интегрированной системой генерирования электричества и электронной системой управления, помещенной в его оконечной части, показан на фиг.13 и 14. Этот вариант осуществления дает возможность использовать батарейки 40, например три, помещенные между каналом для воды 3 и корпусом 41 распределителя струи или конечной частью Для приведения в действие батареек 40 имеется операционная система 42, в которой имеется, например, емкостной датчик или реле давления или переключатель потока, или два конца электрической цепи, предназначенные отключить электропроводность воды при ее прохождении.
Средства 4 освещения предпочтительно размещены так, чтобы излучать луч света согласно направлению распределения воды через распределяющее выпускное отверстие 5, и по необходимости такой луч света может быть в принципе параллельным направлению распределения воды или может быть ориентирован в соответствии с направлением, которое падает на распределенную струю воды или может излучаться внутри самой струи.
В первом варианте, который не показан, средство 4 освещения содержит, по меньшей мере, один источник света, который может включать лампу или СИД, примененные вне корпуса распределяющего устройства вблизи распределяющего выпускного отверстия и ориентированные так, чтобы излучать луч света в соответствии с направлением в основном параллельным или падающий в направлении распределенной струи воды.
Во втором варианте указанный, по меньшей мере, один источник света размещен внутри корпуса распределяющего устройства вблизи распределяющего выпускного отверстия. Предпочтительно источник света помещен в середине указанного выпускного отверстия. Корпус показан, например, на фиг.1. 3, 4, 9, 10, 13.
В третьем варианте, который не показан, указанный, по меньшей мере, один источник света расположен в отдаленной зоне относительно распределяющего выпускного отверстия. Свет, испускаемый источником света, передается к зоне рядом с распределительным выпускным отверстием через средство для передачи света, например, по меньшей мере, одно оптическое волокно, которое представляет собой один начальный торец, обращенный к источнику света, и противоположный или конечный торец обращен к распределительному выпускному отверстию. Предпочтительно оптическое волокно сформировано, по меньшей мере, внутри корпуса распределяющего устройства и предпочтительнее, по меньшей мере, внутри конечного сегмента соосно с распределяющим выпускным отверстием, оканчивающимся в соответствии с указанным выпускным отверстием. В этих вариантах электрические провода 21, питающие источники света или оптическое волокно, так же, как электрические провода 22, соединяющие датчик температуры 11 с электронным блоком управления 10, видимые на фиг.2, могут размещаться в трубке, помещенной внутри канала 3 корпуса распределяющего устройства 2, которые уже имеются, хотя и для других целей, в некоторых типах продающихся кранов.
Было бы удобно, чтобы можно также иметь одну или более того ламп UVC или СИД 60, способных излучать UVC (ультрафиолетовые лучи спектра С) в дополнение или как альтернатива к описанным источникам света, таким как СИД. Такие лампы UVC расположены так, чтобы излучать световой пучок UVC внутри зоны с соответствующими размерами, тем самым получая санитарный эффект в отношении потока воды. Такие лампы UVC могут питаться автономно или посредством, по меньшей мере, одного генератора электрического тока, такого как одна или несколько турбин 12 с одной буферной батареей 15 или без нее. На фиг.21 показан вариант осуществления по фиг.1 с двумя лампами ультрафиолетового света 60 (UVC), расположенными вблизи электронного блока управления 10.
Все варианты осуществления распределяющего устройства, описанные выше, могут быть оборудованы батарейками или аккумуляторами, что позволит включение средства освещения 4 или/и приведение в действие акустического-звукового индикатора, в случае если недостаточно энергии, генерируемой турбинами.
Средство питания электроэнергии может также создать аварийную систему, питаемую электрической сетью, с которой соединены осветительные или/и акустические-голосовые указательные средства через трансформатор, чтобы питать указанные средства при низком напряжении.
Преимущество состоит в том, что если средства питания состоят из электрической сети или батареек или аккумуляторов вместе с цепью электроснабжения установленных для управления работой акустико-световых источников. Такой переключатель может содержать переключатель, интегрированный или соединенный с включающей-выключающей ручкой распределяющего устройства. Переключатель также может быть типа автомата, например датчик давления, расположенный вдоль подающего воду канала, или два датчика давления, которые размещены вдоль подающих воду каналов, на которые влияют колебания давления по указанному каналу или каналам и которые приводят в действие переключатель для замыкания электросхемы, когда вода распределяется через выпускное отверстие для распределения. В качестве альтернативы, система активации акустико-светового источника может быть типа фотоэлемента или емкостного, или индуктивного, или пьезоэлектрического типа. Что преимущественно, система генерирования и модулированной подачи энергии к средствам указания освещения или/и акустико-речевых посредством электронного блока управления и соединенного с ним датчика температуры, имеющихся в устройстве согласно изобретению, могут применяться в отношении разных элементов ванной комнаты.
Например, интегральная система, согласно изобретению, может использоваться в качестве удлинителя трубопровода в душе, и генерированный электрический ток используется для переключения на СИД 25 соответственно расположенных в кабинке 26 душа для указания температуры воды посредством световых сигналов внутри или вне кабинки 26 душа. Такой вариант осуществления показан на фиг.15. Акустический речевой индикатор 14 может размещаться в кабинке 26 душа. Благодаря датчику потока, который замыкает систему, когда проходит вода, и датчику температуры, которые оба размещены, например, вблизи секции выпускного отверстия для воды, электронный блок управления 10 модулирует яркость или/и цвет СИД 25 и приводит в действие индикатор 14.
На фиг.16 показано использование интегральной системы, согласно изобретению, которая генерирует электрический ток для переключения на СИД 27, соответственно расположенных на светоизлучающем корпусе или полотенцесушителе 28 нагревательной системы для указания температуры светоизлучающего корпуса.
В этом случае устройство 1 расположено вдоль трубопровода горячей воды.
На фиг.17 показано применение интегральной системы согласно изобретению для контролирования включения множества СИД или линейки СИД 29, расположенных на унитазе 30. Вблизи выпускного отверстия для воды находится в канале для воды турбина 12, способная питать батарейки 15 и ряд СИД 29. Как альтернатива, система может активироваться пьезоэлектрическими датчиками.
Наконец, фиг.18 иллюстрирует еще одно применение интегральной системы этого изобретения - термостатического водопроводного крана 100, т.е. крана, позволяющего быстро получать требуемую температуру и поддерживать ее постоянной во времени.
Во всех описанных вариантах осуществления системы и в различных применениях электронная плата управления или/и датчик температуры можно интегрировать внутри средства освещения, тем самым получая еще большую миниатюризацию самой системы.
Реферат
Система для гидро-термо-санитарных устройств, таких как кран, насадка для душа, кабинка для душа, радиатор в нагревательной системе, унитаз, расположенных по гидравлическому каналу, содержит средство генерирования электрического тока, снабжаемое водой, текущей по трубопроводу, средства индикации света, подпитываемые этим средством генерирования тока. Система содержит также электронные средства управления для управления электрическим током и для контроля температуры воды в трубопроводе и, по меньшей мере, один датчик температуры воды в канале, связанный с электронными средствами. При этом средства генерирования тока и средства управления размещены в одном корпусе, установленном в трубопроводе. Система содержит также акустический индикатор, приспособленный для указания температуры воды, причем индикатор управляется электронными средствами контроля, а средства световой индикации расположены на гибкой мембране. Кабинка для душа содержит распределяющее устройство, снабженное вышеописанной системой. Радиатор в системе нагревания содержит расположенное вдоль канала водоснабжения радиатора распределяющее устройство, снабженное вышеописанной системой. Унитаз для туалета содержит вблизи выпускного отверстия для воды распределяющее устройство, снабженное вышеописанной системой. Изобретение обеспечивает повышение безопасности и удобство пользования. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 26 ил.
